TEHNIČKI FAKULTET
SOFTVERSKI INŽINJERING
VIŠESTRUKA UPOTREBA
SOFTVERA
PROFESOR:
STUDENT:
Doc.dr Goran Popović
Nikola Mandić
Brčko,2015. godine
EVROPSKI UNIVERZITET
BRČKO DISTRIKT
BOSNA I HERCEGOVINA
EUROPEAN UNIVERSITY
BRCKO DISTRICT
BOSNIA AND HERZEGOVINA
Uvijek je zabavno igrati za svoj omiljeni, na kompjuteru odabrani tim ili se uživeti u
takmičenju protiv virtuelnih rivala u trci Formule jedan, ali računari su, kao i u gotovo svim
oblastima, doveli i do značajne promene načina praćenja i učestvovanja u stvarnim sportskim
aktivnostima. Ako ste navijač, na Internetu možete naći sve podatke o igračima i timovima.
Najave, novosti, rezultati, sve je tu pred vama – kad god poželite. Kompjuteri se koriste za
praćenje sajtova posvećenih sportu, za kupovinu karata za utakmice bez čekanja u redovima
(mada, mi na to još treba da pričekamo pošto je online prodaja kod nas tek u povoju), a na
ekranu računara možete videti i odabrati mesto na stadionu koje vam odgovara. Preko
Interneta se mogu kupiti i svi sportski i navijački rekviziti, na primer dres omiljenog tima.
Profesionalni sportaši koriste kompjutere da bi zabilježili rezultate i kreirali virtualne terene,
dok kompjuterski eksperti posvećeni sportu uz računar istražuju nove sportske tehnike.
Proizvođači sportske opreme kao što je Nike koriste računare za kreiranje sportske opreme.
Industrija koja proizvodi sportsku opremu u velikoj mjeri se oslanja na dizajniranje pomoću
kompjutera (CAD). Uz pomoć CAD softvera kreiraju se najnoviji modeli patika, lopti, skija,
klizaljki i ostale opreme. Računari se koriste i za testiranje nove opreme.
Nike koristi inovativni dizajn i
high-tech
materijale, poput onih koji sadrže FIT tehnologiju
pomoću koje se održava temperatura i vlažnost da bi omogućila sportistima da vježbaju u bilo
kojim uslovima. Njihova laboratorija istražuje prvenstveno tri oblasti: biomehaniku – ljudski
pokret i to šta utiče na njega, fiziologiju i percepciju. Za to se primjenjuje veliki broj
kompjuterskih mjerenja i analiza. Među najzanimljivijim aparatima visoke tehnologije su
kamere izuzetno velike brzine (1000 frejmova u sekundi), koje bilježe detalje sa nogometnih
utakmica, i skener koji za svega nekoliko sekundi načini savršenu 3D fotografiju nečijeg
stopala.
Analiza pokreta
Kompjuteri su doneli još jedan način za praćenje sportskog
napretka i imaju značajnu ulogu u unapređenju sportskih
vještina. Kod bejzbol igrača, kako profesionalnih tako i onih
u školskim timovima, mogu da se analiziraju pokreti,
hvatanje i udaranje lopte palicom.
Pokreti igrača prvo se digitalno snimaju. Zatim se snimak
prenosi u kompjuter, gde ga analizira poseban softver. Mjeri se tačan ugao nogu i ruku igrača,
kao i brzina reagovanja svakog dijela tijela koji se pokreće. Ovaj proces nazvan je
jednostavno – analiza pokreta. Jedan pokret, udarac ili hvatanje mogu se upoređivati sa
drugim. Na taj način može se utvrditi kako određena promena u kretanju utiče na rezultat.
Naravno, može se precizno izmeriti i brzina kojom se lopta kreće usled određenog udarca.
Neki sistemi mogu da vrše analizu i tokom same igre, u stvarnom vremenu. To omogućava
treneru da momentalno da instrukcije igračima kako da nastave dalje i šta da promene
odnosno unaprede. Isti kompjuterski programi koriste se da bi se uporedili različiti pokreti
kako istog, tako i različitih igrača.
veliki broj ponavljanja, kao i bezbednost i mogućnost eksperimentalnih strategija koje bi bilo
rizično odmah sprovesti u praksi.
Vođenje statistike
Znamo koliko je statistika značajna u sportu. Profesionalcima, kao i publici, uvek je važno da
znaju koji je igrač u košarci dao najviše koševa, koliko je utakmica dobio određeni fudbalski
tim, koji su sportski rekordi... Bez kompjutera bilo bi veoma teško voditi ažurne statistike.
Primena računara u sportskoj statistici je ogromna. Kompjuter može da vodi statistiku tima i
svakog pojedinačnog igrača. Tabelarne (spreadsheet) aplikacije, tj. programi koji mogu da
čuvaju i obrađuju nizove brojeva, najčešće se koriste da bi se obradili rezultati i napravila
statistika.
Dok neke tehnologije postoje zbog boljih sportskih rezultata i preciznijeg i bržeg dolaženja do
brojki, ima i tehničkih dostignuća koja su tu prvenstveno zbog zabave. Radi boljeg doživljaja
posetilaca sportskih događanja, na stadione je postavljen ogromni ekran
nazvan
džambotron
(najpoznatiji je Sonyjev model). Gigantskim ekranom sa rezultatima
upravlja čitav niz kompjutera. Svaki kompjuter obezbeđuje tabelu sa rezultatima i različitim
podacima. Jedan računar može da prati statistiku o određenim igračima, drugi emituje
reklame, treći istoriju određenog sporta...
Džambotron
je veoma pogodan i za predstavljanje
kompleksnih rezultata ili tzv. višestruke statistike...
Postoje specifične primene kompjutera zavisno od vrste sporta.
Powermeter
je
kompjuterizovana sprava koja se koristi pri treniranju biciklista. Ona snagu pokreta (pritisak
pedala) transformiše u digitalni elektronski signal koji se prenosi telemetrički u senzor na
biciklu. Putem
powermetra
dobijaju se podaci kao što su brzina, broj otkucaja srca u minutu...
Na zimskim Olimpijskim igrama u Juti 2002. godine za
praćenje skijaša korišćeni su mini-čipovi. Čip je bio
pričvršćen oko zgloba skijaša, a elektronski senzori
nalazili su se u snegu duž staze. Kada bi skijaš prošao
pored nekog od senzora, njegov čip bi prosledio
informacije koje obuhvataju lokaciju skijaša, brzinu i
broj. Svi podaci slati su u centralni kompjuter kako bi
sudije mogle da ih vide.
A šta se događa kada se u teniski reket ugradi čip?
Teniski reketi danas mogu da sadrže nano-cevčice koje ih, na datu komandu, čine čvršćim. Na
taj način reketi postaju visokotehnološko sportsko oruđe (ili oružje). Čip ugrađen u dršku
reketa daje komandu za očvršćavanje reketa u trenutku susreta s lopticom.
Tokom sportskih događaja, naročito onih na kojim se okuplja ogroman broj navijača kao što
su Olimpijada ili fudbalska utakmica, kompjuteri se koriste i radi obezbeđenja. To se radi
putem senzora ili, kao na prvenstvu u američkom fudbalu, primenom
face finder
sistema.
Digitalnim putem beleži se lice svakog od posetilaca, a onda se slika upoređuje sa onima koja
su na listi ozloglašenih. Softver pretvara karakteristike lica u brojeve i tako se vrši trenutno
poređenje gostiju sa ranije sačuvanim fotografijama izgrednika.
Računari se koriste i da bi se koordinisao prevoz i priliv velikog broja vozila do mesta
održavanja sportskog događaja (putem sistema inteligentnog upravljanja saobraćajem), a
takođe i za unapređenje sportskih prenosa. Već smo pisali o upotrebi tehnologije u sportskim
prenosima, kao i o korišćenju najnovijih tehničkih dostignuća u izgradnji stadiona, poput
„pametne” minhenske
Allianz Arene
koja se sama prilagođava određenim vremenskim
uslovima.
Čudesni
high-tech
objekti izgrađuju se i u Kini, u okviru takozvane „zelene” tj. ekološki
svesne izgradnje, recimo, plivalište nazvano
Kocka.
Šta će sve novo na polju sportske
tehnologije doneti Olimpijada u Pekingu, ostaje da vidimo
Danas je skoro nezamislivo obavljati bilo kakav inženjerski posao bez pomoći računara.
Kompjuteri, međutim, nisu svemoćne sprave koje mogu lako da zamene čoveka, ali zato
višestruko ubrzavaju složene radnje projektovanja
Proces projektovanja i proizvodnje motora s unutrašnjim sagorevanjem (SUS) danas ne može
ni početi bez adekvatne verifikacije ideje, prve i
najvažnije etape u ovom poslu. Savremeni motori
uglavnom se izrađuju usavršavanjem postojećih, to jest
osavremenjavanjem starijih rešenja pomoću softverskih
alata. Prvi korak je gradnja tzv. ispitivačkog
monocilindra, reprezentativa koji služi za dobijanje
parametara budućeg motora. Dobijeni parametri unose se
u odgovarajući softver koji kroz kompleksan
matematički model oponaša složene fizičko-hemijske
procese u motoru. Tako konstruisani monocilindri
docnije se, poput kockica, slažu u motor. Ovakav koncept značajno pojeftinjuje proces
testiranja, jer je, na primer, isplativije napraviti osam različitih glava za jedan monocilindar
nego isti broj glava za jedan šestocilindar. Kada se tako konstruisan motor stavi u pogon,
prikupljaju se parametri rada monocilindra (indiciranje motora) na osnovu kojih se razvija
matematički model koji se dalje obrađuje na računaru.
Matematički modeli motora izrađuju se na osnovu zakonitosti termodinamike, mehanike
fluida, hemijske kinetike i drugih nauka. U zavisnosti od tipa motora na kome se radi
(dvotaktni, četvorotaktni, sporohodni, brzohodni, dizel, oto-motor i sl.) bira se odgovarajući
softver u kom će se oponašati rad tog motora. Takav softver je izuzetno kompleksan jer sadrži
znanja i iskustva sakupljana tokom više od jednog veka, pomoću kojih se inženjeri trude da
što vernije oslikaju rad motora kroz matematičke formule. Danas se najviše koriste
programi
Boost
kompanije „AVL” i
Wave
kompanije „Ricardo” (Pojedini veliki proizvođači
prostoru. Ravanski proračuni su daleko jednostavniji i hardverski nisu previše zahtevni, dok
se za detaljnija razmatranja koriste 3D modeli, pošto daju mnogo bogatiju sliku zbivanja
unutar motora, čime olakšavaju dimenzionisanje i izbor konstrukcijskog rešenja.
Vratimo se za trenutak na monocilindar. Kada se odrede parametri motora u odabranom
modelu i dobiju približno iste vrednosti izlaznih veličina realnog monocilindra i simulacije iz
računara, to označava da se konstrukcija motora kreće u željenom smeru. U sledećoj etapi
desetine, pa i stotine sati troše se na podešavanje sitnijih elemenata, kako bi novi motor
mogao konačno da zaživi u binarnom obliku, kao računarska simulacija. Ne treba naglašavati
da ovaj proces konstruktorima višestruko olakšava posao „upeglavanja” motora.
Modeliranje delova motora
Kada se iz termodinamičkog proračuna dobiju dimenzije delova i
sklopova, prelazi se na drugu grupu specijalizovanog softvera, u
kojoj glavna uloga pripada programima za CAD (Computer
Aided Design), u kojima se vrši prostorno modeliranje delova,
podsklopova i sklopova. U ovim programskim paketima, koji
rade na principu Bulovih (Bool) operacija, definišu se
geometrijski oblici, kao i podaci o masi, težištu i drugim bitnim
osobinama koji se koriste u daljem projektovanju delova. Bulove
operacije su konstrukcije pomoću prostih geometrijskih tela, koja
se koriste za modeliranje složenih objekata. Modeli mašinskih
delova potom se mogu „uvući” u mehanički ili termodinamički proračun.
Najpoznatiji softver u ovoj oblasti je svakako „Autodeskov”
AutoCAD
, a široko se koriste i
„PTC"-ov
Pro/ENGINEER
(
ProE
) i „Dasaultova”
Catia
. Za razliku od
programa
ProE
i
Catia
,
AutoCAD
je u osnovi dvodimenzionalan program s dodatkom za 3D
modeliranje, izuzetno je jednostavan za korišćenje i obično služi kao početna faza u
računarskom opismenjavanju inženjera-konstruktora. Najčešće se koristi za prikaz 2D modela
i crteža, a uz pomoć dodatnih aplikacija (modula) može da rešava ravanske i prostorne
modele, ali ne tako uspešno kao druga prva dva pomenuta paketa.
Pro/ENGINEER
je u osnovi, kao i
Catia
, predviđen za trodimenzionalno modeliranje. Ti
programi predstavljaju revolucionarno rešenje u mašinskom dizajnu i zasnivaju se na
parametarskoj, „feature – based” tehnologiji modeliranja čvrstim (solid) telima. Ovi paketi
omogućavaju ne samo da se crtačka tabla zameni monitorom i mišem, već i da se sve to
podigne na viši nivo. To znači da se čitava filozofija crtanja menja iz korena, deo se gradi
(crta) onako kako bi se i obrađivao, što inženjerima omogućava do sada neviđenu lakoću
korišćenja i fleksibilnost. Parametarski princip rada podrazumeva automatsku promenu oblika
modela putem naročitih naredbi i opcija za upisivanje parametara (kota, na primer), kojima se
proces modelovanja značajno skraćuje. Radionički 2D crteži se generišu iz 3D modela,
određivanjem ravni preseka. Najzad, program omogućuje prirodno sklapanje modela i laku
vizuelizaciju budućeg sklopa.
ProE
ima preko 150 modula za raznovrsne primene, što je još
jedan razlog njegove velike popularnosti. Neki od tih modula omogućuju da se iz crteža na
ekranu generiše niz komandi i koordinata za upravljačke jedinice CNC mašina (mašina sa
